Идея предложена в ответ на задачу с краудсорсинговой площадки: Новые способы борьбы с медленным обрастанием пульпопровода
Известно, что любой поток пульпы в пульпопроводе, как поток суспензии тонкоизмельчённых частиц в воде, со временем вызывает обрастание внутренних поверхностей трубопровода. Существующие способы химической, биологической механической и т.п. защиты достаточно успешно справляются с поставленной задачей. Только они имеют главный недостаток – цена и время.
Предлагается принципиально новая идея увеличения меж очистного периода технологического пульпопровода для целей снижения операционных затрат на повторные механические очистки и нанесение защитного покрытия.
Предлагается не бороться с обрастанием пульпой внутренних поверхностей трубопровода, а наоборот — управлять этим процессом
Способ основан на управляемом нарастании пульпы по спирали. Cпиральное нарастание пульпы на внутренней поверхности трубопровода становится естественным завихрителем потока. По мере роста спиральный нарост пульпы превращает линейное движение потока пульпы в комбинацию поступательного и создаваемого им вращательного движения.
При достижении определённой величины нароста пульпы по спирали на непокрытом защитным покрытием пульпопровода, для определённой скорости потока пульпы – нарост прекращает расти и формирует достаточно устойчивый закрученный поток пульпы. Происходит увеличение местных пристеночных скоростей и общая перестройка течения, в котором проявляются интереснейшие вихревые эффекты, которые влияют на увеличение меж очистного периода трубопровода.
Технический результат достигается за счёт нанесения на внутреннюю поверхность трубопровода не сплошного антиадгезионного покрытия, а покрытия в виде чередующихся полос спирали, по аналогии с нарезной пушкой.
В этом случае проявятся интереснейшие вихревые эффекты по аналогии с закручиванием чайный лепестков в чайном стакане при перемешивании.
Более подробно о закрученных течениях заявлено здесь: Закрученные течения.
ПРИМЕНЕНИЕ
Для каждого пульпопровода нужно провести экспериментальные работы с поиском оптимальных геометрических характеристик спирали (ширина, угол крутки).
Геометрических характеристик спирали (ширина, угол крутки) можно взять из работ Виктора Шаубергера. Он в 50-х годах изготовил отдельную транспортную систему водных желобов с пол километра длинной для транспортировки брёвен в самозакручивющемся водном потоке . Если внимательно присмотреться к сохранившимся фото таких желобов 50-х годов, то можно заметить, что на них нет донных отложений или и песка. И это заслуга закрученного течения, которое формирует жёлоб.
Таким образом, по аналогии с работами Виктора Шаубергера, для экспериментальных работ на пульпопроводе требуются следующие начальные установки: Угол спирали в пределах 20-30 градусов и шаг спирали — 0,1 D (диаметр трубопровода).
Более точно угол спирали (крутки) был определён в известном соотношении Виктора Шаубергера 1953 года, которое зависит от скорости потока воды, а именно:
Λ=2πU√D/n*g
Где:
Λ — угол наклона спирали.
U – скорость движения потока, м/сек.
D- внутренний диаметр трубопровода, м.
g – ускорение свободного падения, м/с2.
n – (2-4) коэффициент – определяется опытным путём и зависит от типа течения (ламинарное или турбулентное).
Варианты исполнения идеи для жёлоба и трубы представлены на следующем рисунке.
ВЫВОД:
Для подтверждения идеи необходим эксперимент на действующем химическом производстве и желательно на желобчатом пульпопроводе с верхними защитными крышками. В период планового технического обслуживания пульпопровода, после его очистки от остатков пульпы — необходимо покрыть небольшой его участок антиадгезионным покрытием не полностью, а по спирали с начальными установками: угол спирали в пределах 20-30 градусов, шаг спирали — 0,1 D. Затем в следующий период тех. обслуживания провести визуальное обследование объёмов нароста пульпы. Когда идея подтвердится на практик- нужно в каждый период тех обслуживания «играть» с углом и шагом спирального покрытия для достижения меньшего нароста пульпы.
Предложенный способ предлагает увеличение меж очистного периода пульпопровода и снижение операционных затрат не только на механическую очистку трубопровода, но и на анти адгезионный покрывной материала на 50 %.